ОТКРЫТЫЕ РАБОТЫ
Оригинальная статья
УДК 622.85:622.235 © В.Н. Захаров, Ю.П. Галченко, В.С. Федотенко, 2024
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 11S-2024 /1187/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-11S-76-81
Название
Обоснование физической модели процесса пылегазового выброса в атмосферу при отбойке горных пород на карьерах
Авторы
Захаров В.Н., доктор техн. наук, академик РАН, профессор, директор Института проблем комплексного освоения недр имени академика Н.В. Мельникова РАН, 111020, г. Москва, Россия, e-mail: ipkon-dir@ipkonran.ru
Галченко Ю.П., доктор техн. наук, профессор, главный научный сотрудник Института проблем комплексного освоения недр имени академика Н.В. Мельникова РАН, 111020, г. Москва, Россия, e-mail: schtrek33@mail.ru
Федотенко В.С., доктор техн. наук, заместитель директора по научной работе Института проблем комплексного освоения недр имени академика Н.В. Мельникова РАН, 111020, г. Москва, Россия, e-mail: victorfedotenko@gmail.com
Аннотация
В работе выдвинута и разработана гипотеза о разделении процесса выделения и поглощения энергии взрыва технологического заряда на три качественно различные ступени, относящиеся к разным масштабам времени: в зоне бризантного, дробящего и пассивного действия взрыва. Рассмотрена возможность определения высоты подъема пылегазовой струи до превращения ее в пылегазовое облако. Обоснована и предложена гибридная модель процесса пылегазового выброса в атмосферу при отбойке горных пород на карьерах, применение которой позволяет прогнозировать движение тонкодисперсной фракции в атмосфере и дать количественную оценку распределения объемов этих фракций по вертикали. Рассмотрены процессы трансформации потока продукта детонации в пылегазовое облако при достижении предельной высоты.
Ключевые слова
Взрывная отбойка, атмосфера, пылегазовый выброс, гибридная модель, газодинамика, струя, тонкодисперсная составляющая, пылегазовое облако.
Список литературы
1. Садовский М.А. Избранные труды. Геофизика и физика взрыва. М.: Наука, 1999. 335 с.
2. Виноградов Б.С. Прикладная газовая динамика. М.: Транспортная компания, 2021. 325 с.
3. Истечение газов с различными показателями адиабаты / Г.А. Филиппов, Г.А. Салтанов, В.А. Сивобород и др. // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1982. № 1. С. 121-126. F ilippov G.A., Saltanov G.A., Sivoborod V.A., Kosolapov Yu.S. Flow of gases with different adiabatic parameters. Proceedings of the Academy of Sciences of the USSR. Energetika & Transport. 1982;(1):121-126. (In Russ.).
4. A martey Ernest Nii Laryea, Onibudo Oluwasegun Oluwaseun, Anamor Samuel Kofi, Nkansah Benjamin Oduro. Dust Sources and Impact: A Review. North American Academic Research. 2022;5(9):17- 37. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.7068922.
5. Дейч М.Е. Техническая газодинамика. М.: Энергия, 1974. 592 с.
6. Deng Y., Wu H., Zhao T. et al. Microscopic characteristics and sources of atmospheric dustfall in open-pit mining coal resource-based city in the arid desert area of Northwest China. Sci Rep. 2024;(14):6272. https://doi.org/10.1038/s41598-024-56892-8.
7. Pedro Trechera, Teresa Moreno , Patricia Cordoba, Natalia Moreno, Xinguo Zhuang, Baoqing Li, Jing Li, Yunfei Shangguan, Ana Oliete Dominguez, Frank Kelly, Xavier Querol. Comprehensive evaluation of potential coal mine dust emissions in an open-pit coal mine in Northwest China. International Journal of Coal Geology. 2021;(235):103677. https://doi.org/10.1016/j.coal.2021.103677.
8. Черный Г.Г. Газовая динамика. М.: Наука, 1970. 568 с.
9. Лухтура Ф.И. О потерях энергии при течении газа в соплах. Часть I // Вестник Приазовского государственного технического университета. 2004. Вып. 14. С. 287-292. L uhtura F.I. On energy losses during gas flow in nozzles. Part I. Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2004;(14):287-292. (In Russ.).
10. Лухтура Ф.И. О потерях энергии при течении газа в соплах. Часть 2 // Вестник Приазовского государственного технического университета. 2005. Вып. 15. С. 167-172. L uhtura F.I. On energy losses during gas flow in nozzles. Part II. Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2005;(15): 167-172. (In Russ.).
11. Лухтура Ф.И. О потерях энергии при течении газа в соплах. Часть 3 // Вестник Приазовского государственного технического университета. 2007. Вып. 17. С. 187-185. L uhtura F.I. On energy losses during gas flow in nozzles. Part III. Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2007;(17):187-185. (In Russ.).
12. О критических режимах истечения перегретого и влажного пара из сопел, щелей и отверстий / М.Е. Дейч, В.К. Шанин, В.И. Соломко и др. // Теплоэнергетика. 1973. № 4. С. 83-85. D eitch M.E., Shanin V.K., Solomko V.I., Doroshenko V.A. On critical modes of superheated and wet vapour flow from nozzles, slots and orifices. Teploenergetika. 1973;(4):83-85. (In Russ.).
13. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Ч. 1. М.: Наука, 1991. 600 с.
14. Зуев Ю.П., Лепешинский И.А. Особенности распространения газовых и двухфазных коаксиальных струй // Математическое моделирование. 2016. Т. 28. № 12. С. 95-106.
Zuev Yu.P., Lepeshinsky I.A. Features of spread of gas and twophase double-circuit coaxial jets. Matematicheskoemodelirovanie. 2016;28(12):95-106. (In Russ.).
15. Лухтура Ф.И. К вопросу об установившемся режиме истечения газа из осесимметричных отверстий // Вестник Приазовского государственного технического университета. 2015. Вып. 30. Т. 1 С. 213-225. L ukhtura F.I. On the question of set gas expiration through axisymmetrical holes and nozzles. Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. 2015;30(1):213-225. (In Russ.).
16. Ляхов Г.М. Основы динамики взрывных волн в грунтах и горных породах. М.: Недра, 1974. 192 с.
17. Тюрин М.П., Бородина Е.С. Гидрогазодинамика. М.: РГУ им. А.Н. Косыгина, 2018. 147 с.
18. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Ч. 1. М.: Наука, 1991. 600 с.
19. Fenain M., Dutouquet L., Solignac J.-L Calcul des perfor mances d’une tuyere propulsive convergente. Comparaison avec l’ex- perience. Recherche Aerospatiale. 1974;(5):261-276.
20. Peng Qiu, Zhongwen Yue, Yang Ju, Jian Zhao. Characterizing dynamic crack-tip stress distribution and evolution under blast gases and reflected stress waves by caustics method. Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 2020;(108):102632. https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2020.102632.
21. Голинько В.И., Лебедев Я.Я., Литвиненко А.А., Муха О.А. Аэрология горных предприятий. Д.: НГУ, 2015. 206 с.
22. Калиева К.Б., Ишкенов Б.Т. Воздействие на окружающую среду открытых горных работ // Международный научный журнал «Инновационная наука». 2017. № 11. С. 33-37. Kalieva K.B., Ishkenov B.T. Environmental impact of open-pit mining operations. Innovatsionnayanauka. 2017; (11):33-37. (InRuss.).
Поддержка Исследования проведены при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках мероприятия № 1 комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 11 мая 2022 года № 1144-р и соглашения о предоставлении из федерального бюджета грантов в форме субсидии? в соответствии с пунктом 4 статьи 78.1 Бюджетного кодекса Российской Федерации № 075-15-2022-1185 от 28 сентября 2022 года.
Для цитирования
Захаров В.Н., Галченко Ю.П., Федотенко В.С. Обоснование физической модели процесса пылегазового выброса в атмосферу при отбойке горных пород на карьерах // Уголь. 2024;(11S):76-81. DOI:10.18796/0041-5790-2024-11S-76-81.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 15.09.2024
Поступила после рецензирования: 21.10.2024
Принята к публикации: 31.10.2024
